低应变反射波法检测细则

低应变反射波法检测

1适用范围

本细则适用于低应变反射波法检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。其有效检测桩长范围应通过现场试验确定。

2编制依据

《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2014。

3检测仪器设备

检测仪器设备主要为RS-1616K（S）基桩动测仪、力锤、力棒。

4受检桩种类及要求

4.1 受检桩种类

1、混凝土预制桩

2、混凝土灌注桩

4.2 受检桩要求

4.2.1受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa。

4.2.2桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。

4.2.3桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直。

5现场检测

5.1准备工作

5.1.1收集工程桩的桩型、桩长、桩径、设计桩身混凝土强度、施工记录及地质勘察报告等有关技术资料。

5.1.2检查桩顶条件和桩头处理情况

受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与设计条件基本相同。

灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；桩顶平面应平整干净无积水，必要时宜采用便携式砂轮机磨平；妨碍正常测试的桩顶外露主筋应割掉。

预应力管桩当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧密时，可不进行处理，否则，应采用电锯将桩头锯平。

当桩头与承台或垫层相连时，应将桩头与混凝土承台或垫层断开。

5.1.3检查仪器设备，使测试系统各部分之间匹配良好。

5.2现场仪器设备配置（如下图）：

5.3测量传感器的选择和安装

5.3.1传感器的选择

检测长桩的桩端反射信息或深部缺陷时，应选择低频性能好的传感器；检测短桩或桩的浅部缺陷时，应选择加速度传感器或宽频带的速度传感器。

5.3.2传感器的安装

1、传感器安装应采用化学粘结剂或石膏、黄油等粘贴，不应采用手扶式。安装时必须保证传感器与桩顶面垂直。

2、激振点和传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。

3、实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处；空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90度，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。

5.4激振操作

1、激振方向应沿桩轴线方向。

2、激振方式应通过现场敲击试验，选择合适重量的激振力锤和锤垫。宜采用小锤（窄脉冲）获取短桩或桩的上部缺陷反射信号，宜采用大锤（宽脉冲）获取长桩或桩的下部缺陷反射信号。

5.5测试参数设定

1、时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5ms；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz。

2、设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长，设定桩身截面积应为施工截面积。

3、桩身波速根据本地区同类桩型的测试值初步设定。一般可按下表选择：

4、采样间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择；时域信号采样点数不宜少于1024点，在保证测得完整信号的前提下，选用较高的采样频率或较小的采样时间间隔。

5、放大器增益应结合激振方式通过现场对比试验确定。

6、传感器的设定值应按计量检定结果设定。

5.6测试信号采集和筛选

1、根据桩径大小，桩心对称布置2～4个检测点；每个检测点记录的有效信号数不宜少于3个，通过叠加平均提高信噪比。

2、检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。

3、不同检测点及多次实测时域信号一致性较差时，应分析原因，增加检测点数量。

4、信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统量程（避免信号波峰削波）。

5、每根被检测的基桩均应进行二次以上重复测试，当检测波形重复良好时方可存储记录。当重复性不好时应及时清理激振点，改善传感器安置条件或排除仪器故障后重新进行测试。对于异常波形，应在现场及时分析研究，排除可能存在的激振或接收条件不良因素的影响后重新测试。

6检测数据的分析与判定

6.1桩身波速平均值的确定

1、当桩长已知、桩底反射信号明确时，在地质条件、设计桩型、成桩工艺相同的基桩

中，选取不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速值按下式计算其平均值：

c m ＝1

1n

i i c n =∑ c i ＝2000L T

c i ＝2L ⋅f

2、对于超长桩或无法明确找出桩底反射信号的桩，可根据本地区经验并结合混凝土强

度等级，综合确定波速平均值；或利用成桩工艺、桩型相同且桩长相对较短并能够找出桩底反射信号的桩确定的波速作为波速平均值。

6.2桩身缺陷位置按下列公式计算：

x ＝12000

t ⋅ x ⋅c x ＝'12c f

⋅ 6.3桩身完整性类别判定原则

桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性及设计桩型、成桩工艺、地

质条件、施工情况，按下列表中的信号特征和规定进行综合分析判定。

>c/2L

桩身完整性分类表

6.4完整桩和桩身缺陷桩的实测信号曲线的波形特征及判别

1、施工质量好的单桩，其反射波具有下列特征；

a.桩底反射波明显，易于读到双程传播时间值；

b.波形规则，波列清晰；

c.桩材平均波速符合设计砼强度的波速；

d.在频谱分析图上，基波的主峰明显；

e.同一工区桩体波形，桩底反射信号特征往往有较好的相似性。

2、桩体浅部断裂的定性评价，可依据横向激振对同类桩横向震动特征之间的差异来进行判别。存在横向裂缝的桩有自振频率降低、衰减历时明显增加及波列复杂等现象，在一定实践经验基础上，可对桩体浅部断裂缺陷做出定性评价，为了保证判别准则的一致性，桩身露出长度大体相同，激振及仪器接收参数应保持不变。

3、根据波形图中入射波、反射波振幅、频率、相位以及波的到达时间，分析判别桩底反射或桩间反射。

4、断裂界面或严重离析部位所产生的反射波，其到达时间要小于桩底反射波到达时间。断裂界面或严重离析的存在将减弱桩底反射波的强度，甚至影响桩底反射波的出现，多个断面或多处严重离析存在，将记录到多个相互干涉的反射波组，形成复杂波形，应结合地质资料进行分析，以排除地质变化对波形带来的影响。

5、缩径与扩径的判别：缩径与扩径部位截面积变化将导致明显的反射波，其部位可按反射历时加以估算，类型可按相位判别，严重程度要结合施工记录及该异常部位的地层情况综合分析。

6.5桩身完整性判定的注意事项

1、完整性判定时，应注意区分因桩身构造、成桩工艺、土层影响造成的类似缺陷信号，如预制桩的接缝、灌注桩的逐渐扩径再缩回原桩径的变截面、地层硬夹层等。

2、根据测试信号幅值大小判定缺陷程度时，应考虑桩周土阻尼大小和缺陷所处的深度位置的影响；还应结合基础和上部结构对桩的承载安全性要求，考虑桩身承载力不足引发桩身结构破坏的可能性。

3、对设计条件有利的扩径灌注桩，不应判为缺陷桩。

4、对于嵌岩桩，桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同相时，应采取其它方法核验桩端嵌岩情况。

5、出现下列情况之一，桩身完整性判定应结合其他检测方法进行：

a.实测信号复杂，无规律，无法对其进行准确评价。

b.桩身截面渐变或多变，且变化幅度较大的混凝土灌注桩。

7、检测报告

低应变反射波法检测报告除应包含工程信息、各方主体、建筑物特征、桩基设计施工信息、检测要求、地质条件、检测设备、检测方法、检测过程等内容外，还应包括以下内容：